
- •Предмет колоїдної хімії
- •Класифікація колоїдних систем
- •Класифікація дисперсних систем за агрегатним станом дисперсної фази та дисперсійного середовища.
- •Контрольні питання:
- •Поверхневі явища та їх класифікація
- •Класифікація поверхневих явищ
- •Поверхневий натяг
- •Поверхневий натяг деяких речовин на межі з повітрям при 298к.
- •Методи визначення поверхневого натягу
- •Метод капілярного підняття (метод Жюрена).
- •Метод максимального тиску в бульбашці (метод Ребіндера)
- •Сталометричний метод (метод Траубе)
- •Внутрішня (повна) питома поверхнева енергія. Залежність енергетичних параметрів поверхні від температури
- •Принципи формування поверхневого шару
- •Поверхневий натяг органічних речовин на межі з повітрям при 298к.
- •Адгезія, когезія
- •Змочування і розтікання
- •Розтікання рідин. Ефект Марангоні
- •Контрольні питання:
- •Дисперсність і властивості тіл
- •Характеристика величини і форми поверхні
- •Зміна питомої поверхні при подрібненні речовини.
- •Вплив дисперсності на внутрішній тиск
- •Капілярні явища
- •Дисперсність і реакційна здатність речовин
- •Тиск насиченої пари над викривленою поверхнею
- •Вплив дисперсності на температуру фазового переходу
- •Залежність температури топлення калію і срібла від дисперсності.
- •Вплив дисперсності на розчинність твердих тіл
- •Вплив дисперсності на рівновагу хімічних реакцій
- •Контрольні питання:
- •Адсорбційні рівноваги.
- •Основні поняття та визначення.
- •Природа адсорбційних сил
- •Фундаментальне рівняння адсорбції Гіббса
- •Теплота адсорбції.
- •Швидкість фізичної адсорбції
- •Адсорбція газів на однорідній твердій поверхні.
- •Ізотерма адсорбції (закон) Генрі
- •Теорія адсорбції Ленгмюра
- •Теорія полімолекулярної адсорбції бет
- •Адсорбція газів на пористих тілах
- •Класифікація пористих тіл
- •Теорія капілярної конденсації
- •Теорія об’ємного заповнення мікропор
- •Адсорбція на межі тверде тіло – рідкий розчин.
- •Молекулярна адсорбція
- •Іонна адсорбція
- •Адсорбція поверхнево активних речовин з розчину на межі рідина – газ
- •Контрольні питання.
- •Електричні явища на поверхні
- •Поняття про електрокінетичні явища
- •Механізм утворення подвійного електричного шару
- •Термодинамічні співвідношення між поверхневим натягом і електричним потенціалом
- •Теорії будови подвійного електричного шару.
- •Теорія Гельмгольца Перрена.
- •Теорія Гуї - Чепмена
- •Теорія Штерна.
- •Вплив електролітів на подвійний електричний шар.
- •Вплив індиферентних електролітів на подвійний електричний шар.
- •Вплив неіндиферентних (родинних) електролітів
- •Експериментальне визначення електрокінетичного потенціалу
- •Контрольні питання.
- •Методи одержання та очистки колоїдних систем
- •Диспергаційні методи
- •Конденсаційні методи
- •Термодинаміка утворення нової фази при конденсації.
- •Кінетика утворення нової фази
- •Будова міцел
- •Методи очистки колоїдних розчинів
- •Контрольні питання.
- •Агрегативна стійкість дисперсних систем.
- •Фактори агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем.
- •Ізотермічна перегонка в дисперсних системах.
- •Коагуляція.
- •Теорія стійкості дисперсних систем Дєрягіна, Ландау Фервея і Овербека
- •Кінетика коагуляції
- •Контрольні питання
- •Властивості дисперсних систем
- •Молекулярно – кінетичні властивості дисперсних систем
- •Броунівський рух
- •Дифузія.
- •Седиментація та седиментаційна стійкість.
- •Седиментаційний аналіз дисперсності.
- •Оптичні властивості дисперсних систем.
- •Розсіювання світла.
- •Абсорбція світла.
- •Оптичні методи дослідження дисперсних систем.
- •Структурно-механічні властивості дисперсних систем.
- •Реологічних моделі тіл.
- •Розчини поверхнево – активних речовин.
- •Класифікація пар.
- •Міцели пар.
- •Розчини високомолекулярних сполук
- •Утворення і властивості вмс
- •Взаємодія вмс з розчинниками.
- •Молекулярна маса вмс
- •ГрубоДисперсні системи.
- •Суспензії
- •Емульсії.
- •Класифікація та властивості емульсій.
- •Одержання та руйнування емульсій.
- •Основні характеристики та властивості пін.
- •Одержання та руйнування пін.
- •Аерозолі
- •Класифікація та властивості аерозолів
- •Методи одержання та практичне значення аерозолів
- •Порошки
- •Список літератури
Методи одержання та практичне значення аерозолів
Аерозолі, як і інші колоїдні системи, можна отримати з допомогою методів конденсації і диспергування.
В основі всіх конденсаційних методів утворення аерозолів лежить конденсація пересиченої пари. В природі конденсацією водяної пари утворюються тумани та хмари.
До методів отримання аерозолів шляхом диспергування належать подрібнення і розтирання твердих тіл, розпилення рідин, а також отримання аерозолів внаслідок вибуху.
Як правило, методами диспергування отримують більш низькодисперсні і більш полідисперсні аерозолі, ніж методами конденсації.
Наприклад в природі шляхом диспергування аерозолі утворюються внаслідок падіння великих мас води у водоспадах.
У виробництві аерозолі утворюються під час роботи різноманітних машин-дробарок, млинів, вальців, просіюючих пристосувань та ін.
Природні аерозолі-хмари і тумани мають велике значення для метеорології й сільського господарства, оскільки вони визначають опади, значною мірою зумовлюють клімат того чи іншого району. Велике значення мають аерозолі і в біології - пилок рослин, спори бактерій і пліснява, а також легке насіння переносяться в природі у формі аерозолів.
Порошки
Порошки - це вільнодисперсні системи з газовим дисперсійним середовищем та твердою дисперсною фазою, яка складається з частинок розміром від 10-8до 10-4м. Порошки, це як правило полідисперсні системи.
Залежно від властивостей матеріалу, призначення та економічної доцільності порошки одержують різними методами, які поділяють на фізико-механічні та фізико-хімічні.
Фізико-механічні методи одержання порошків основані на процесах подрібнення твердих матеріалів.
В основі фізико-хімічних методів виробництва порошків лежать процеси окиснення, відновлення, електролізу та інші, тому хімічний склад вихідних матеріалів і порошків не однаковий.
Газове дисперсійне середовище та висока концентрація твердих частинок надають порошкам властивості сипучих матеріалів. Оскільки між частинками порошку площа контакту є малою, тому в системі є канали та пустоти і порошки мають капілярну структуру.
Розміри частинок порошків змінюються в широкому інтервалі і залежно від них порошки поділяють на:
- пісок (діаметр частинок 20∙10-3-10-5м);
- пил (діаметр частинок 2∙10-5-10-6м);
- пудра (діаметр менше 2∙10-6м).
Порошки характеризуються такими властивостями, як: насипна густина, здатність до злипання та змочування, сипучість (текучість), гігроскопічність, абразивність, питома електрична провідність, горючість та вибуховість.
Насипна густина - це маса одиниці об’єму порошку, вільно насипаного в яку-небудь ємність.
Здатність до злипання - це здатність частинок порошку до утворення агрегатів. Ця властивість зумовлена когезійною взаємодією частинок порошку одна з одною.
Сипучістю називають рухливість частинок порошку відносно одна одної і здатність переміщатися під дією зовнішніх сил. Сипучість залежить від розмірів частинок, вологості та ступеня ущільнення.
Текучість порошку дуже подібна до сипучості. Як і сипучість, текучість порошку залежить від характеру контакту між частинками порошку. На величину текучості впливає густина, розмір та форма частинок, стан їх поверхні, вологість.
Гігроскопічність та змочування порошків - це здатність порошку поглинати вологу з навколишнього середовища. Поглинання вологи призводить до зміни багатьох властивостей порошку. Гігроскопічність зумовлена розчинністю порошку у воді, але вона притаманна і деяким нерозчинним у воді порошкам. У цьому випадку поглинання вологи відбувається спочатку як адсорбція молекул води поверхнею частинок, а потім, як капілярна конденсація в твердих пористих тілах. Для того, щоб відбувалися ці процеси, поверхня частинок порошку повинна бути гідрофільною.
Вміст вологи в матеріалі виражають величинами вологості та вологовмісту. Вологістю називають відношення маси вологи в матеріалі до всієї маси матеріалу (сухої речовини разом з вологою). Вологовміст - це відношення маси вологи в матеріалі до маси абсолютно сухої речовини.
Гігроскопічність порошку можна зменшувати або збільшувати шляхом обробки його поверхнево-активними речовинами.
Змочування твердих частинок порошку рідиною відбувається в тому випадку, коли воно призводить до зниження поверхневої енергії системи. Процес змочування є наслідком взаємодії молекул на межі розподілу трьох фаз: рідкої, твердої та газової. Наявність або відсутність змочування залежить від співвідношення сил когезії та адгезії.
Абразивні властивості порошків та пилу характеризується твердістю частинок, їх формою, розмірами та густиною.
Електрична провідність порошків характеризується величиною питомого електричного опору (Rnum). Залежно від значення(Rnum)порошки поділяють на три групи: добре провідні, середньо провідні і мало провідні. Електрична провідність порошків залежить від вологості, температури, хімічного складу, розміру та густини пакування частинок.
Горючість та вибуховість порошків та пилу характеризуються такими параметрами, як температура самозаймання в шарі порошку, температура спалаху, максимальний тиск вибуху, мінімальний вибухонебезпечний вміст кисню (окисника) в пилу та ін. Вказані характеристики не є константами речовини, оскільки залежать від умов тепловідводу, параметрів утвореної хмари газової зависі, подачі окисника і визначаються експериментально.
Дуже важливою характеристикою порошків є здатність до гранулювання. Гранулюванням називають процес утворення в порошкоподібній масі гранул кулеподібної або циліндричної форми, більш або менш однакових за величиною. Цей процес може відбуватися самочинно, оскільки при цьому зменшується поверхнева енергія Гіббса.
Гранулювання широко використовується в технології виробництва порошкоподібних продуктів. Гранульовані продукти менше розпилюються та злежуються, більш стійкі при зберіганні, їх зручно фасувати та дозувати.